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MANUFACTURING METHOD OF FLEXIBLE THERMOELECTRIC CONVERSION MEMBER commons

Patent code P170013901
File No. P2015-172501
Posted date Mar 29, 2017
Application number P2015-172501
Publication number P2017-050400A
Date of filing Sep 2, 2015
Date of publication of application Mar 9, 2017
Inventor
  • (In Japanese)金子 信悟
  • (In Japanese)松本 太
Applicant
  • (In Japanese)学校法人神奈川大学
Title MANUFACTURING METHOD OF FLEXIBLE THERMOELECTRIC CONVERSION MEMBER commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a flexible thermoelectric conversion member which is definitively disadvantageous in comparison with a wet process but in which not only a metal thin film layer as a thermoelectric conversion element is formed which is not influenced by a shape or a surface state of a material but also a metal thin film layer having uniform film thickness is formed, the formation being absolutely impossible for the dry process, the flexible thermoelectric conversion member being able to be manufactured extremely in a short time and at low cost by solving various problems in a dry process and especially without using a large-scaled system.
SOLUTION: The manufacturing method of the flexible thermoelectric conversion member includes: a first step for forming a metal coating substrate by performing electroless plating with a plating liquid containing metal ions of which the oxidation reduction potential is higher than that of bismuth ions and tellurium ions on a surface of a polymer material having flexibility to be a substrate; and a second step for performing electrolytic plating on the metal coating substrate.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来より、熱を電気に変換する熱電変換素子としては、半導体を利用したものが知られている。この半導体を利用した熱電変換素子は、p型半導体とn型半導体とを電気的に接続し、接合側を高温にするとともに、分岐側を低温にすることにより、その温度差(ΔT)を利用して発電するものである。

この熱電変換素子の中でも、Bi-Te系の熱電変換素子は、比較的低温域の熱を電気に変換することが可能であるため、最近注目されている。

柔軟性を有する高分子素材上に、熱電変換素子としての金属薄膜層を形成させる技術としては、例えば、乾式法と湿式法に大別することができる。

乾式法を利用して、柔軟性を有する高分子素材上に、熱電変換素子としての金属薄膜層を形成する技術としては、例えば、特許文献1に記載されているような、厚さ175μmのポリイミド製の樹脂フィルムの表面上に、スパッタリングにより、Bi-TeにSbを添加してp型半導体としたp型熱電素子の薄膜層と、Bi-TeにSeを添加してn型半導体としたn型熱電素子の薄膜層とを形成するフレキシブルな熱電変換部材が挙げられる。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、湿式成膜法を用いてBi-Te系材料への電析を行うことにより、基材となる柔軟性を有する高分子素材上に、テルル化ビスマスの薄膜層を作成するフレキシブル熱電変換部材の作製方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基材となる柔軟性を有する高分子素材の表面に、無電解銀めっき、無電解パラジウムめっき、無電解白金めっき、無電解金めっきからなる群から選択されたいずれかの方法で無電解めっきを行い、金属皮膜基材を形成させる第一の工程と、第一の工程の無電解めっきにより形成された金属皮膜基材に電解めっきを行う第二の工程を含むことを特徴とするフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項2】
 
前記無電解めっきは、無電解銀めっきであることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項3】
 
前記柔軟性を有する高分子素材は、ポリイミド性の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1又は2に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項4】
 
前記第一の工程は、前記無電解めっきを行う前において、前記高分子素材を、50容量%~90容量%のエチレンジアミン水溶液に浸漬する第一の表面処理を行うことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項5】
 
前記第一の工程は、前記無電解めっきを行う前において、前記第一の表面処理を行った後の高分子素材を、40容量%~70容量%の1-メチル-2-ピロリドン水溶液に浸漬する第二の表面処理を行うことを特徴とする請求項4に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項6】
 
前記第一の工程における無電解銀めっきは、酸化銀、アンモニア、D-グルコースのそれぞれの含有量を、150ミリモル/リットル、30ミリモル/リットル、25ミリモル/リットルとしためっき液を用いて行うことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項7】
 
前記第二の工程における電解めっきは、前記無電解めっきを行った後の金属皮膜基材を、酸化テルル、硝酸、硝酸ビスマス五水和物のそれぞれの含有量を、9ミリモル/リットル、1モル/リットル、7.5ミリモル/リットルとしためっき液を用いて行うことを特徴とする請求項6に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項8】
 
前記第二の工程における電解めっきは、前記無電解めっきを行った後の金属皮膜基材を、酸化テルル、硝酸、硝酸ビスマス五水和物のそれぞれの含有量を、10ミリモル/リットル、1モル/リットル、7.5ミリモル/リットルとしためっき液を用いて行うことを特徴とする請求項6に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項9】
 
前記第二の工程における電解めっきは、前記無電解めっきを行った後の金属皮膜基材を、酸化テルル、硝酸、硝酸ビスマス五水和物、亜セレン酸のそれぞれの含有量を、5~8ミリモル/リットル、1モル/リットル、7.5ミリモル/リットル、1~4ミリモル/リットルとしためっき液を用いて行うことを特徴とする請求項6に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項10】
 
前記第二の工程における電解めっきは、前記無電解めっきを行った後の金属皮膜基材を、酸化テルル、硝酸、硝酸ビスマス五水和物、亜セレン酸のそれぞれの含有量を、6~9ミリモル/リットル、1モル/リットル、7.5ミリモル/リットル、1~4ミリモル/リットルとしためっき液を用いて行うことを特徴とする請求項6に記載のフレキシブル熱電変換部材の製造方法。

【請求項11】
 
前記第二の工程における電解めっきは、前記無電解めっきを行った後の金属皮膜基材を、酸化テルル、硝酸、硝酸ビスマス五水和物、酸化アンチモン、酒石酸ナトリウムカリウム四水和物のそれぞれの含有量を、9ミリモル/リットル、1モル/リットル、3.5~6.5ミリモル/リットル、1~4ミリモル/リットル、10~40ミリモル/リットルとしためっき液を用いて行うことを特徴とする請求項6に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。

【請求項12】
 
前記第二の工程における電解めっきは、前記無電解めっきを行った後の金属皮膜基材を、酸化テルル、硝酸、硝酸ビスマス五水和物、酸化アンチモン、酒石酸ナトリウムカリウム四水和物のそれぞれの含有量を、10ミリモル/リットル、1モル/リットル、3.5~6.5ミリモル/リットル、1~4ミリモル/リットル、10~40ミリモル/リットルとしためっき液を用いて行うことを特徴とする請求項6に記載のフレキシブル熱電変換部材の作製方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Published
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